Čo je experimentálna vedecká metóda?

experimentálnej vedeckej metódy je súborom techník, ktoré sa používajú na skúmanie javov, získavanie nových poznatkov alebo na opravu a integráciu predchádzajúcich poznatkov.

Používa sa vo vedeckom výskume a je založený na systematickom pozorovaní, meraní, experimentovaní, formulovaní testov a modifikovaní hypotéz. Táto všeobecná metóda sa vykonáva nielen v biológii, ale aj v chémii, fyzike, geológii a iných vedách.

Prostredníctvom experimentálnej vedeckej metódy sa vedci snažia predvídať a prípadne kontrolovať budúce udalosti na základe súčasných a minulých poznatkov.

Tiež sa nazýva induktívna metóda, je najpoužívanejší vo vede vedci, to je súčasťou vedeckej metodiky. 

Je charakterizovaná tým, že vedci môžu zámerne kontrolovať premenné, aby vymedzili vzťahy medzi nimi.

Tieto premenné môžu byť závislé alebo nezávislé, čo je základom pre zber údajov, ktoré sa získavajú z experimentálnej skupiny, ako aj ich správania. To umožňuje rozložiť vedomé procesy v ich prvkoch, objaviť ich možné súvislosti a určiť zákony týchto spojení. 

Schopnosť robiť presné predpovede závisí od siedmich krokov experimentálnej vedeckej metódy.

Fázy experimentálnej vedeckej metódy

Tieto pozorovania by mali byť objektívne, nie subjektívne. Inými slovami, pozorovania musia byť overiteľné inými vedcami. Subjektívne pozorovania, založené na osobných názoroch a presvedčení, nie sú súčasťou oblasti vedy.

Príklady:

• Cieľové vyhlásenie: v tejto miestnosti je teplota 20 ° C.
• Subjektívne vyhlásenie: chladné v tejto miestnosti.

Prvým krokom experimentálnej vedeckej metódy je objektívne pozorovanie. Tieto pozorovania sú založené na konkrétnych skutočnostiach, ktoré sa už vyskytli a ktoré môžu overiť iní ako pravdivé alebo nepravdivé.

2 - Hypotéza

Pripomienky nám hovoria o minulosti alebo prítomnosti. Ako vedci chceme byť schopní predpovedať budúce udalosti. Preto musíme využiť našu schopnosť rozumu.

Vedci využívajú svoje znalosti z minulých udalostí na vytvorenie všeobecného princípu alebo vysvetlenia, ktoré pomôžu predpovedať budúce udalosti.

Všeobecný princíp sa nazýva hypotéza. Typ uvažovania sa nazýva induktívne uvažovanie (odvodzujúce zovšeobecnenie z konkrétnych detailov).

Hypotéza musí mať tieto charakteristiky:

• Musí to byť všeobecný princíp, ktorý je udržiavaný prostredníctvom priestoru a času.
• Musí to byť predbežná myšlienka.
• Musíte súhlasiť s dostupnými pozorovaniami.
• Mala by byť čo najjednoduchšia.
• Musí byť overiteľné a potenciálne nepravdivé. Inými slovami, musí existovať spôsob, ako dokázať, že hypotéza je nepravdivá, spôsob, ako vyvrátiť hypotézu.

Napríklad: "Niektorí cicavci majú dve zadné končatiny" by boli zbytočnou hypotézou. Neexistuje žiadne pozorovanie, ktoré by nezodpovedalo tejto hypotéze! Na rozdiel od toho, "všetky cicavce majú dve zadné končatiny" je dobrá hypotéza.

Keď nájdeme veľryby, ktoré nemajú žiadne zadné končatiny, dokázali by sme, že naša hypotéza je falošná, že sme falošovali hypotézu.

Keď hypotéza predpokladá vzťah príčiny a následku, deklarujeme našu hypotézu, ktorá naznačuje, že neexistuje žiadny účinok. Hypotéza, ktorá nemá vplyv na žiadny efekt, sa nazýva nulovou hypotézou. Napríklad liek Celebra nepomôže zmierniť reumatoidnú artritídu.

Z rozpracovania hypotézy, ktorá je predbežná a môže, ale nemusí byť pravdivá, musíme urobiť predikciu o našom výskume a hypotéze..

Hypotéza musí byť široká a musí byť schopná byť jednotne aplikovaná v čase a priestore. Vedci zvyčajne nedokážu skontrolovať všetky možné situácie, v ktorých by sa mohla uplatniť hypotéza. Napríklad zvážte hypotézu: Všetky rastlinné bunky majú jadro.

Nemôžeme skúmať všetky živé rastliny a všetky rastliny, ktoré žili, aby zistili, či je táto hypotéza nepravdivá. Namiesto toho vytvárame predpoveď pomocou deduktívneho uvažovania (generovanie špecifického očakávania zovšeobecnenia).

Z našej hypotézy môžeme urobiť nasledujúcu predpoveď: ak preskúmam bunky listu trávy, každý z nich bude mať jadro.

Uvažujme o hypotéze lieku: liek Celebra nepomôže zmierniť reumatoidnú artritídu.

Na otestovanie tejto hypotézy by sme museli vybrať konkrétny súbor podmienok a potom predpovedať, čo by sa stalo za týchto podmienok, ak by bola hypotéza pravdivá..

Podmienky, ktoré možno budete chcieť testovať, sú podávané dávky, trvanie užívania lieku, vek pacientov a počet ľudí, ktorí majú byť vyšetrení..

Všetky tieto podmienky, ktoré podliehajú zmenám, sa nazývajú premenné. Na meranie účinku Celebry musíme vykonať kontrolovaný experiment.

Experimentálna skupina je vystavená premennej, ktorú chceme testovať a kontrolná skupina nie je vystavená tejto premennej.

V kontrolovanom experimente je jedinou premennou, ktorá musí byť rozdielna medzi oboma skupinami, premenná, ktorú chceme testovať.

Urobme predikciu založenú na pozorovaní účinku Celebry v laboratóriu. Predpoveď je nasledovná: Pacienti, ktorí trpia reumatoidnou artritídou, ktorí užívajú Celebra, a pacienti, ktorí užívajú placebo (tableta škrobu namiesto lieku) sa nelíšia v závažnosti reumatoidnej artritídy.

Znova sa vraciame k nášmu zmyslovému vnímaniu a získavame informácie. Navrhli sme experiment založený na našej predikcii.

Náš experiment by mohol byť nasledovný: 1000 pacientov vo veku od 50 do 70 rokov bude náhodne zaradených do jednej z dvoch skupín po 500.

Experimentálna skupina bude užívať Celebru štyrikrát denne a kontrolná skupina bude užívať škrobové placebo štyrikrát denne. Pacienti nebudú vedieť, či sú ich tablety Celebra alebo placebo. Pacienti užívajú lieky dva mesiace.

Na konci dvoch mesiacov sa vykonajú lekárske testy, aby sa zistilo, či sa zmenila pružnosť rúk a prstov.

Náš experiment priniesol nasledujúce výsledky: 350 z 500 ľudí, ktorí užívali Celebru, uviedlo na konci obdobia zníženú artritídu. 65 z 500 ľudí, ktorí užívali placebo, uviedlo zlepšenie.

Zdá sa, že údaje ukazujú, že voči Celebre došlo k významnému vplyvu. Na preukázanie účinku musíme urobiť štatistickú analýzu. Takáto analýza ukazuje, že existuje štatisticky významný účinok Celebry.

Z našej analýzy experimentu máme dva možné výsledky: výsledky sa zhodujú s predikciou alebo nesúhlasia s predikciou.

V našom prípade môžeme odmietnuť našu predpoveď, že Celebra nemá žiadny účinok. Pretože predikcia je nesprávna, musíme tiež odmietnuť hypotézu, na ktorej bola založená.

Našou úlohou je teraz prehodnotiť hypotézu spôsobom, ktorý je v súlade s dostupnými informáciami. Naša hypotéza by teraz mohla byť: podávanie Celebry znižuje reumatoidnú artritídu v porovnaní s podávaním placeba..

So súčasnými informáciami akceptujeme našu hypotézu ako pravdivú. Ukázali sme, že je to pravda? Rozhodne nie! Tam sú vždy ďalšie vysvetlenia, ktoré môžu vysvetliť výsledky.

Je možné, že viac ako 500 pacientov, ktorí užívali Celebru, sa aj tak zlepšia. Je možné, že viac pacientov, ktorí užívali Celebra tiež jedli banány každý deň a že banány zlepšili artritídu. Môžete navrhnúť nespočet ďalších vysvetlení.

Ako môžeme dokázať, že naša nová hypotéza je pravdivá? Nikdy nebudeme schopní Vedecká metóda neumožňuje preukázať žiadnu hypotézu.

Hypotézy možno odmietnuť, v takom prípade sa táto hypotéza považuje za falošnú. Jediné, čo môžeme povedať o hypotéze, ktorá odoláva, je, že sme nenašli dôkaz, ktorý by to vyvrátil.

Je veľa rozdielov medzi neschopnosťou vyvrátiť a dokázať. Uistite sa, že chápete tento rozdiel, pretože je základom experimentálnej vedeckej metódy. Čo by sme teda robili s našou predchádzajúcou hypotézou??

V súčasnosti ju prijímame ako pravdivú, ale aby sme boli prísni, musíme predložiť hypotézu na viac testov, ktoré môžu dokázať, že je to nesprávne..

Mohli by sme napríklad opakovať experiment, ale zmeniť kontrolnú a experimentálnu skupinu. Ak hypotéza ostane stáť aj po našom úsilí o jej zničenie, môžeme sa cítiť istejšie v jej akceptovaní ako pravdivé.

Nikdy však nebudeme schopní potvrdiť, že hypotéza je pravdivá. Skôr ju akceptujeme ako pravdivú, pretože hypotéza odporovala niekoľkým pokusom, aby dokázala, že je nepravdivá.

Vedci publikujú svoje zistenia v časopisoch a vedeckých knihách, v rozhovoroch na národných a medzinárodných stretnutiach a na seminároch na vysokých školách.

Šírenie výsledkov je nevyhnutnou súčasťou experimentálnej vedeckej metódy.

Umožnite ostatným, aby si overili vaše výsledky, vytvorili nové testy vašej hypotézy alebo využili vedomosti, ktoré získali, na riešenie iných problémov.

referencie

1. Achinstein P. Všeobecný úvod. Pravidlá vedy: historický úvod do vedeckých metód (2004). Univerzita Johna Hopkinsa.
2. Beveridge W. Umenie vedeckého výskumu (1950). Melbourne: Heinemann.
3. Blakstad O. Experimentálny výskum (2008). Zdroj: www.explorable.com
4. Jasný W. Úvod do vedeckého výskumu (1952). McGraw-Hill.
5. Gauch H. Vedecká metóda v praxi (2003). Cambridge University Press.
6. Jevons W. Princípy vedy: dokument o logike a vedeckej metóde (1958). New York: Dover Publications.
7. .